JPH1114316A

JPH1114316A - 外観状態観察装置

Info

Publication number: JPH1114316A
Application number: JP9177699A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Matsumoto; 好高松本; Osamu Murakami; 治村上
Original assignee: Koa Corp
Current assignee: Koa Corp
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 1999-01-22

Abstract

(57)【要約】【課題】スキャンニング時間と画像処理時間を短縮し、
継ぎ目のない連続画像を得ると共に、被写体の外観状態
を立体的に解析できるようにする。【解決手段】３ラインカメラ１でボーリングコア１１を
スキャンニングして、その画像に応じたアナログ量の画
像データを時系列に従って出力し、Ａ／Ｄ変換器２を経
てデジタルデータに変換し、１ライン毎に３ライン同時
に画像メモリ３に格納する。画像メモリ３に所定量の画
像データが格納されると、これらの画像データをデジタ
ル記録器５記録して、画像処理部７に転送する。画像処
理部７では、この転送された１ライン毎の画像データを
撮影順に並べて３方向の連続画像に展開し、表示部９
で、この３方向の連続画像をそれぞれディスプレイ装置
に表示する。また、３方向の連続画像を組合せて奥行き
のある立体画像を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ダムや地下空洞掘
削などの際に行う建設地点の地質調査のために採取する
ボーリングコアや土器などの外観状態を観察する装置に
関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来のボーリングコア
や土器などの外観状態観察装置は、テレビカメラで被写
体をスキャンニングして撮影するのが一般的であった。
ＮＴＳＣ方式では毎秒６０枚の画像が切換わるので、約
１６．７ｍ秒毎に各画像が表示される。このため、被写
体を移動させて撮影するとき、画像の解像度を上げるた
めには移動速度をかなり遅くする必要がある。例えば、
画像の解像度を０．１ｍｍ以下にする場合は、移動速度
を毎秒６ｍｍ以下にする必要がある。このとき、スキャ
ンニングする被写体の長さを約２ｍとすると、一体当り
のスキャンニング時間は約５．６分となる。スキャンニ
ングする被写体の数が多いと、この時間はかなり長く感
じられる。

【０００３】一方、テレビカメラの画像は６０分の１秒
毎の断続的な画像なので、スキャンニングした被写体の
画像を継ぎ合せて連続画像に展開するとき、大量な画素
データを配列し直すので、膨大な画像処理時間を必要と
する。

【０００４】また、テレビカメラの画像は、レンズの色
収差や球面収差などが原因で、中央部と周辺部で色合い
の違いやずれが発生し、画像を継ぎ合せると接合部に不
自然な継ぎ目が現れるという問題がある。

【０００５】さらに、テレビカメラでは一度に一方向か
らしか画像を撮影できないので、視角の異なる画像を組
合せて被写体の形状を立体的に解析するのが困難であっ
た。

【０００６】そこで本発明は、従来のテレビカメラの代
りにラインカメラを用いて被写体をスキャンニングする
ことにより、スキャンニング時間と画像処理時間を短縮
し、継ぎ目のない連続画像を得ると共に、ラインカメラ
を用いて視角の異なる画像を一度に撮影することによ
り、これらの画像を組合せて被写体の外観状態を立体的
に解析できるようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明は、以下のように構成した。

【０００８】すなわち、視角の異なる一次元画像データ
を一度に撮影するラインカメラと、このラインカメラを
相対的に移動させて被写体をスキャンニングするスキャ
ンニング手段と、前記ラインカメラが撮影した視角の異
なる前記被写体の一次元画像データをそれぞれ記録する
記録手段と、記録した視角の異なる前記被写体の一次元
画像データをスキャンニング順に配列してそれぞれ連続
画像に展開する連続画像展開手段と、を備えてなる外観
状態観察装置である。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施の形態について説明する。

【００１０】図１に、本発明を実施した外観状態観察装
置のブロック図を示す。外観状態観察装置は、一次元の
画像データを３ライン同時に撮影する３ラインカメラ１
と、３ラインカメラ１が出力する画像信号をデジタル信
号に変換するＡ／Ｄ変換器２と、Ａ／Ｄ変換器２がデジ
タル信号に変換した画像データを記憶する画像メモリ３
と、画像メモリ３の内容を表示する表示器４と、画像メ
モリ３に記憶した画像データが所定の量になった時に画
像データをデジタルデータとして記録するデジタル記録
器５と、３ラインカメラ１、Ａ／Ｄ変換器２、画像メモ
リ３およびデジタル記録器５を所定の手順で制御するコ
ントローラ６と、デジタル記録器５に記録された画像デ
ータを取り込んで連続画像に展開する画像処理部７と、
連続画像を表示する表示部８で構成する。

【００１１】図２と図３に、外観状態観察装置の撮影装
置の平面図と側面図を示す。撮影装置は、ボーリングコ
ア１１を収容する資料箱１２を下方に設置し、資料箱１
２の上方に撮影フレーム１３を配置する。資料箱１２
は、一度に５本のボーリングコア１１を収容するスペー
スを有し、５本のボーリングコア１１を一列に並べて同
時に撮影する。撮影フレーム１３は、長手方向の両側に
ガイドレール１４を配置し、四隅を調節ねじ１５で上下
動可能に支持する。調節ねじ１５は、調節ねじ１５を正
転あるいは逆転させて撮影フレーム１３を上下動し、撮
影フレーム１３の撮影位置を調節する。

【００１２】撮影フレーム１３のガイドレール１４上に
は、３ラインカメラ１を褶動自在に載置する。３ライン
カメラ１は、図４に示すように、光電変換素子ａ、ｂ、
ｃを３台移動方向に直交して平行に並べたカメラで、３
方向の一次元画像を３ライン同時に撮影する。光電変換
素子ａ、ｂ、ｃには、ＣＣＤなどの受光素子を一直線上
に配列した信号転送方式のイメージセンサであるライン
センサを用いる。この３ラインカメラ１が読み取った撮
影ライン上の濃度色情報は、一次元画像として、それぞ
れ１ライン毎に時系列的に出力される。

【００１３】３ラインカメラ１は、パルスモータ１６で
駆動するベルト１７に接続してガイドレール１４上を左
右に移動する。パルスモータ１６は、軸をウォームギア
１８を介して軸受１９で支持される原軸２０に接続す
る。原軸２０には、プーリ２１を取り付けると共に、軸
受２２で回転自在に支持する従軸２３には、プーリ２４
を取り付け、プーリ２１とプーリ２４にベルト１７を掛
け渡す。

【００１４】本発明を実施した外観状態観察装置は以上
のような構成で、一度に５本のボーリングコア１１を資
料箱１２に収容して観測を開始する。観測を開始する
と、３ラインカメラ１の光軸を下方のボーリングコア１
１に向け、パルスモータ１６を正転して３ラインカメラ
１をガイドレール１４に沿って移動する。本例では、３
ラインカメラ１をボーリングコア１１に対して移動させ
るが、逆に３ラインカメラ１を固定してボーリングコア
１１を移動させてもよい。

【００１５】３ラインカメラ１に内蔵されたラインセン
サａ、ｂ、ｃは、その画像に応じたアナログ量の画像デ
ータを時系列に従って出力する。この出力された画像デ
ータは、Ａ／Ｄ変換器２を経てデジタルデータに変換さ
れ、パルスモータ１６のパルスをトリガーにして１ライ
ン毎に３ライン同時に画像メモリ３に格納される。この
とき、３ラインカメラ１の撮影位置を示すパルスのカウ
ント値も同時に記録する。画像メモリ３に所定量の画像
データが格納されると、これらの画像データはデジタル
記録器５にデジタルデータとして記録される。

【００１６】デジタル記録器５に記録した画像データ
は、画像処理部７に転送する。画像処理部７では、この
転送された１ライン毎の画像データを撮影順に並べて３
方向の連続画像に展開する。表示部８では、この３方向
の連続画像をそれぞれディスプレイ装置に表示すると共
に、パルスのカウント値から求めた３ラインカメラ１の
撮影位置を画面脇に目盛り表示する。以上により、３方
向から見たボーリングコア１１の形状を連続画像を通し
て詳細に観察することができ、同時に、画像の位置も正
確に知ることができる。

【００１７】また、３ラインカメラ１を移動して異なる
視角から同じ画像を撮影すると奥行きのある立体画像を
表示することができる。すなわち、図５に示すように、
まず、３ラインカメラ１の左端のラインセンサａがボー
リングコア１１表面のラインＡを撮影し、次に、３ライ
ンカメラ１が一定距離を移動したら、今度は右端のライ
ンセンサｃが同じラインＡを撮影する。このように３ラ
インカメラ１を移動してボーリングコア１１表面のライ
ンＡを撮影すると、ラインセンサａと、ラインセンサｃ
が撮影する画像が両眼視差を持つ左右眼用の画像とな
る。

【００１８】３ラインカメラ１の左端のラインセンサａ
と、右端のラインセンサｃが撮影した画像をそれぞれ撮
影順に並べて連続画像を作成し、図６に示すように、視
差を持つ左右の画像ａ、ｃを表示する。このとき、ライ
ンＡが２つの画面の同じ位置に表示されるように画像
ａ、ｃの表示アドレスを調節する。この視差を持つ連続
画像ａ、ｃを左右眼へ別々に分離提示することにより、
表示面の前後に奥行きのある空間を再現することができ
る。

【００１９】３ラインカメラ１を移動させて左右の有視
差画像を得る場合は、移動方向を横向きにして左右の画
像に表示する必要がある。すなわち、図６に示すよう
に、３ラインカメラ１の移動方向に直交するラインＡを
表示するときは、ラインＡが左右の画像に対して縦のラ
インとなるように、画像の向きを設定する。

【００２０】３ラインカメラ１の場合、デジタル画像上
で認識可能な対応点が３つでき、それぞれの対応点につ
いて３ラインカメラ１の位置と焦点距離および光軸の角
度に基づいて計算すると被写体表面の３次元座標を算出
することができる。これより、ボーリング時に掘出した
ボーリングコア１１や土器などを３ラインカメラ１でス
キャンニングして表面の３次元座標を計測し、これらの
外観形状をコンピュータに３次元データとして保存して
さまざまな加工を施すと被写体表面の外観状態をより詳
細に解析することができる。

【００２１】

【発明の効果】以上のように本発明では、ラインカメラ
を用いて被写体をスキャンニングするので、従来のテレ
ビカメラでは追従できなかった速さでスキャンニングす
ることができ、もってスキャンニング時間を大幅に短縮
する。一方、ラインカメラで撮影する画像データは時系
列に従って出力されるので、画素データを配列し直す必
要がなく、もって画像処理が高速化する。また、テレビ
カメラのように継ぎ目部分が不自然になることもなく、
継ぎ目のない連続画像を得ることができる。さらに、ラ
インカメラを用いて視角の異なる画像を一度に撮影する
ことにより、これらの画像を組合せて被写体の外観状態
を立体的に解析できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した外観状態観察装置のブロック
図である。

【図２】本発明を実施した外観状態観察装置の撮影装置
の平面図である。

【図３】図２の側面図である。

【図４】３ラインカメラの概略説明図である。

【図５】立体視可能な３ラインカメラの光軸の角度の説
明図である。

【図６】左右の視差画像におけるラインＡの表示位置の
説明図である。

【符号の説明】

１３ラインカメラ２Ａ／Ｄ変換器３画像メモリ４表示器５デジタル記録器６コントローラ７画像処理部８表示部１１ボーリングコア１２資料箱１３撮影フレーム１４ガイドレール１５調節ねじ１６パルスモータ１７ベルト１８ウォームギア１９軸受２０原軸２１プーリ２２軸受２３従軸２４プーリ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】視角の異なる一次元画像データを一度に
撮影するラインカメラと、このラインカメラを相対的に移動させて被写体をスキャ
ンニングするスキャンニング手段と、前記ラインカメラが撮影した視角の異なる前記被写体の
一次元画像データをそれぞれ記録する記録手段と、記録した視角の異なる前記被写体の一次元画像データを
スキャンニング順に配列してそれぞれ連続画像に展開す
る連続画像展開手段と、を備えてなる外観状態観察装
置。